YUCEL锂电池智能充电管理与电路保护设计
那YUCEL锂电池到底为什么发生起火甚至爆炸呢，有什么措施可以避免和杜绝吗?电子元件技术网精心搜集和整理社区内锂电池技术文章，此次本月谈聚焦锂电池智能充放电管理和电路保护设计，涉及锂电池材料结构、锂电池工作原理、锂电池智能充放电管理、YUCEL锂电池保护电路设计等多个方面，解析锂电池制造工艺、散热设计、低功耗设计技巧对产品安全性的影响，结合锂电池在电动车保护电路设计案例，帮助工程师解决设计中的难点和挑战。
如笔记本电池爆炸，不仅同其中所用的YUCEL锂电池电芯的生产工艺有关，也同电池内封装的电池保护板、笔记本电脑的充放电管理电路以及笔记本的散热设计有关。笔记本电脑不合理的散热设计和充放电管理，将使YUCEL电池电芯过热，从而大大增加了电芯的活性，同时增加了爆炸、燃烧的几率。
YUCEL锂电池材料构成及性能探析
首先我们来了解一下锂电池的材料构成，锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。
负极材料一般选用碳材料，目前的发展比较成熟。而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素。在目前的商业化生产的锂离子电池中，正极材料的成本大约占整个电池成本的40%左右，正极材料价格的降低直接决定着锂离子电池价格的降低。对锂离子动力电池尤其如此。比如一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5克左右的正极材料，而驱动一辆公共汽车用的锂离子动力电池可能需要高达500千克的正极材料。
尽管从理论上能够用作锂离子电池正极材料种类很多，常见的正极材料主要成分为 LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。这就是锂电池工作的原理。
YUCEL锂电池充放电管理设计
YUCEL锂电池充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。
虽然YUCEL锂离子电池有以上所说的种种优点，但它对保护电路的要求比较高， 在使用过程中应严格避免出现过充电、过放电现象，放电电流也不宜过大，一般而言，放电速率不应大于0.2C。锂电池的充电过程如图所示。在一个充电周期内， 锂离子电池在充电开始之前需要检测电池的电压和温度， 判断是否可充。如果电池电压或温度超出制造商允许的范围， 则禁止充电。允许充电的电压范围是：每节电池2.5V~4.2V。
在电池处于深放电的情况下，必须要求充电器具有预充过程，使电池满足快速充电的条件;然后，根据电池厂商推荐的快速充电速度，一般为1C，充电器对电池进行恒流充电，YUCEL电池电压缓慢上升;一旦电池电压达到所设定的终止电压(一般为4.1V或4.2V)，恒流充电终止，充电电流快速衰减，充电进入满充过程;在满充过程中，充电电流逐渐衰减，直到充电速率降低到C/10以下或满充时间超时时，转入顶端截止充电; 顶端截止充电时，充电器以极小的充电电流为电池补充能量。顶端截止充电一段时间后，关闭充电。
YUCEL锂电池保护电路设计
由于YUCEL锂离子电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此所有的锂离子电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。
锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护，要求过充电保护高精密度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性。下面的文章将详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求，对工程师设计和研发保护电路有参考价值。
YUCEL锂电池保护电路设计案例分享
以锂电池为供电电源的电路设计中, 要求将越来越复杂的混合信号系统集成到一个小面积芯片上, 这必然给数字、模拟电路提出了低压、低功耗问题。在功耗和功能的制约中, 如何取得最佳的设计方案也是当前功耗管理技术( PowerManagement, PM ) 的一个研究热点。另一方面, 锂电池的应用也极大地推动了相应电池管理、电池保护电路的设计开发。锂电池应用时必须要有复杂的控制电路, 来有效防止电池的过充电、过放电和过电流状态。
从电动自行车能源转变趋势论述了采用超低功耗、高性能MSP430F20X3设计电动自行车的锂电池充、放电保护电路的方案。该方案从系统架构、充放电电路、检测及保护电路设计的每一个细节论述设计的全过程，为电动自行车电源的设计者提供了比较全面的参考。
1、不论是否是新电池，充满就可以拔下来使用，一般充2-4小时就满，不要充8小时到12小时以上，那样有害无益;
2、当出现手机电量过低提示时，应该尽量及时开始充电;
3、锂电池的激活并不需要特别的方法，在电池出厂前已经激活 。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电 激活 ”方法，实际上也不会有效果。
锂电池正确充电方法：
⑴标准充电法：以0.2C5恒流充电至电池端电压为4.20V，改为恒压充电，至充电电流0.01C5即视为充满。
标准充电法常用于电池容量的标定，因充电太慢，日常使用中很少使用。
⑵快速充电法：以1C5恒流充电至电池端电压为4.20V，改为恒流充电，至充电电流0.01C5。
快速充电法的注意事项：
①初始充电电流不能太大，以免电池过热，出现漏液、爆裂现象。
②电池端电压到达4.20V时，必须立刻转入恒压，该电压要求较高(误差0.5%)，必须用四位半以上万用表测量。
锂电池放电方法：
⑴标准放电法：以0.2C5恒流放电至电池端电压为2.75V。
因为日常使用中很难满足这个条件，所以意义不大，本方法主要用于电池容量的标定。
⑵快速放电法：因锂离子电池内阻很小，所以允许大电流放电，在室温下，以1C5电流放电可放电54分钟以上(90%以上);1.5C5放电时间30分钟以上;2C5放电时间23分钟以上;并允许短时更大电流放电。
锂电池在移动设备使用中的注意事项
锂电池手机在使用中的充放电问题最重要的提示：
1、按照标准的时间和程序充电，即使是前三次也要如此进行，先将充电器(线充)插上电源然后再将充电器的输出端插上手机充电端口(开关机充电皆可)
2、当出现手机电量过低提示时，应该尽量及时开始充电;锂电池在过放电的情况下最易损坏!
3、锂电池的激活并不需要特别的方法，在手机正常使用中锂电池会自然激活。
如笔记本电池爆炸，不仅同其中所用的YUCEL锂电池电芯的生产工艺有关，也同电池内封装的电池保护板、笔记本电脑的充放电管理电路以及笔记本的散热设计有关。笔记本电脑不合理的散热设计和充放电管理，将使YUCEL电池电芯过热，从而大大增加了电芯的活性，同时增加了爆炸、燃烧的几率。
YUCEL锂电池材料构成及性能探析
首先我们来了解一下锂电池的材料构成，锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。
负极材料一般选用碳材料，目前的发展比较成熟。而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素。在目前的商业化生产的锂离子电池中，正极材料的成本大约占整个电池成本的40%左右，正极材料价格的降低直接决定着锂离子电池价格的降低。对锂离子动力电池尤其如此。比如一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5克左右的正极材料，而驱动一辆公共汽车用的锂离子动力电池可能需要高达500千克的正极材料。
尽管从理论上能够用作锂离子电池正极材料种类很多，常见的正极材料主要成分为 LiCoO2，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。这就是锂电池工作的原理。
YUCEL锂电池充放电管理设计
YUCEL锂电池充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻。
虽然YUCEL锂离子电池有以上所说的种种优点，但它对保护电路的要求比较高， 在使用过程中应严格避免出现过充电、过放电现象，放电电流也不宜过大，一般而言，放电速率不应大于0.2C。锂电池的充电过程如图所示。在一个充电周期内， 锂离子电池在充电开始之前需要检测电池的电压和温度， 判断是否可充。如果电池电压或温度超出制造商允许的范围， 则禁止充电。允许充电的电压范围是：每节电池2.5V~4.2V。
在电池处于深放电的情况下，必须要求充电器具有预充过程，使电池满足快速充电的条件;然后，根据电池厂商推荐的快速充电速度，一般为1C，充电器对电池进行恒流充电，YUCEL电池电压缓慢上升;一旦电池电压达到所设定的终止电压(一般为4.1V或4.2V)，恒流充电终止，充电电流快速衰减，充电进入满充过程;在满充过程中，充电电流逐渐衰减，直到充电速率降低到C/10以下或满充时间超时时，转入顶端截止充电; 顶端截止充电时，充电器以极小的充电电流为电池补充能量。顶端截止充电一段时间后，关闭充电。
YUCEL锂电池保护电路设计
由于YUCEL锂离子电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后，会严重影响电池的性能与使用寿命，并可能产生大量气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此所有的锂离子电池都需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。
锂离子电池保护电路包括过度充电保护、过电流/短路保护和过放电保护，要求过充电保护高精密度、保护IC功耗低、高耐压以及零伏可充电等特性。下面的文章将详细介绍了这三种保护电路的原理、新功能和特性要求，对工程师设计和研发保护电路有参考价值。
YUCEL锂电池保护电路设计案例分享
以锂电池为供电电源的电路设计中, 要求将越来越复杂的混合信号系统集成到一个小面积芯片上, 这必然给数字、模拟电路提出了低压、低功耗问题。在功耗和功能的制约中, 如何取得最佳的设计方案也是当前功耗管理技术( PowerManagement, PM ) 的一个研究热点。另一方面, 锂电池的应用也极大地推动了相应电池管理、电池保护电路的设计开发。锂电池应用时必须要有复杂的控制电路, 来有效防止电池的过充电、过放电和过电流状态。
从电动自行车能源转变趋势论述了采用超低功耗、高性能MSP430F20X3设计电动自行车的锂电池充、放电保护电路的方案。该方案从系统架构、充放电电路、检测及保护电路设计的每一个细节论述设计的全过程，为电动自行车电源的设计者提供了比较全面的参考。
1、不论是否是新电池，充满就可以拔下来使用，一般充2-4小时就满，不要充8小时到12小时以上，那样有害无益;
2、当出现手机电量过低提示时，应该尽量及时开始充电;
3、锂电池的激活并不需要特别的方法，在电池出厂前已经激活 。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电 激活 ”方法，实际上也不会有效果。
锂电池正确充电方法：
⑴标准充电法：以0.2C5恒流充电至电池端电压为4.20V，改为恒压充电，至充电电流0.01C5即视为充满。
标准充电法常用于电池容量的标定，因充电太慢，日常使用中很少使用。
⑵快速充电法：以1C5恒流充电至电池端电压为4.20V，改为恒流充电，至充电电流0.01C5。
快速充电法的注意事项：
①初始充电电流不能太大，以免电池过热，出现漏液、爆裂现象。
②电池端电压到达4.20V时，必须立刻转入恒压，该电压要求较高(误差0.5%)，必须用四位半以上万用表测量。
锂电池放电方法：
⑴标准放电法：以0.2C5恒流放电至电池端电压为2.75V。
因为日常使用中很难满足这个条件，所以意义不大，本方法主要用于电池容量的标定。
⑵快速放电法：因锂离子电池内阻很小，所以允许大电流放电，在室温下，以1C5电流放电可放电54分钟以上(90%以上);1.5C5放电时间30分钟以上;2C5放电时间23分钟以上;并允许短时更大电流放电。
锂电池在移动设备使用中的注意事项
锂电池手机在使用中的充放电问题最重要的提示：
1、按照标准的时间和程序充电，即使是前三次也要如此进行，先将充电器(线充)插上电源然后再将充电器的输出端插上手机充电端口(开关机充电皆可)
2、当出现手机电量过低提示时，应该尽量及时开始充电;锂电池在过放电的情况下最易损坏!
3、锂电池的激活并不需要特别的方法，在手机正常使用中锂电池会自然激活。